Фильтры для гидравлических машин

Всасывающие фильтры обеспечивают полнопоточную фильтрацию РЖ, нагнетаемой насосом в гидросистему и защищают прежде всего насосы от износа и повреждения. Фильтры серии FSB, устанавливаемые на боковой стенке бака, позволяют заменять загрязнённый фильтроэлемент, не сливая РЖ из бака.
При установке фильтров и эксплуатации следует уделять внимание обеспечению герметичности уплотнений, не допуская подсоса воздуха насосом. Размеры входных отверстий фильтров резьбового присоединения 1 ¼ и 1 ½ или фланцевого соединения от 2″ до 4″ по стандарту SAE 3000.

Для визуального контроля за загрязнением фильтроэлементов на верхней крышке фильтра устанавливают вакуумметр или вакуумные датчики (реле) с Н.О. или с Н.З. контактами на давление 0,02 МПа или настраиваемый датчик (реле) давления.
Указанные в табл.3 диапазоны расхода определены для РЖ вязкостью 30 сСт при ∆Р= 0,02,; 0,04; 0,06 кгс/см2.

Выбор и применение фильтров осуществляют с учётом свойств РЖ, конструкции применяемого гидрооборудования, климатических условий эксплуатации и др. факторов.
Эксплуатационные свойства фильтров определяются основными параметрами фильтрующих элементов: пропускной (Q) и фильтрующей способностью (тонкостью фильтрации (мкм) или коэффициентом фильтрации (β ).

При выборе типа всасывающего фильтра и места его установки в гидросистеме следует учитывать, что при понижении окружающей температуры существенно повышается вязкость РЖ до критического значения, выше которого нарушается сплошность (неразрывность) потока РЖ, возникает недозаполнение рабочих камер насоса, кавитация и возможные отказы насоса.
Кроме этого следует иметь в виду, что при эксплуатации мобильных машин и промышленных установок с гидроприводом в условиях низких температур окружающего воздуха, особенно в период пуска, возникают большие перепады температуры между горячей РЖ в баке и холодным наружным воздухом, которые неизбежно вызывают конденсацию воды из влажного воздуха. Капельная вода скапливается на стенках бака и оседает на дно. Вода, растворенная в РЖ, пропитывает бумажные
фильтроэлементы, замерзает и закупоривает ячейки. Во всасывающей гидролинии создаётся разрежение выше допустимого значения и, как следствие, уменьшается подача насоса. Поэтому для машин с гидроприводом, эксплуатируемых в районах с холодным климатом, не рекомендуется устанавливать фильтры с бумажными фильтроэлементами во всасывающей гидролинии.

Для обеспечения работоспособного состояния гидросистемы и предохранения насосов от повреждения необходимо: создать скорость потока РЖ во всасывающей гидролинии не более 0,6÷0,85 м/с и статический напора РЖ во всасывающей гидролинии не менее 0,5 м, установив насос ниже уровня РЖ в баке; применять всасывающие фильтры с переливным клапаном и фильтроэлементами не менее трёхкратной номинальной подачи насоса. Это позволит также увеличить грязеёмкость фильтроэлемента и периодичность их замены при загрязнении.

Полезные статьи

Гидравлические фильтры: виды, функции и применение

В крановых манипуляторах используются мощные гидросистемы. Для поддержки нормальной работы требуется фильтрация рабочей жидкости. Гидравлический фильтр — это сменный компонент гидросистем, предназначенный для очистки масла от механических примесей и защиты элементов гидравлики КМУ.

В масле присутствуют загрязняющие компоненты: пыль, частицы ржавчины, металла, краски. Первичные загрязнения попадают в рабочую среду при монтаже гидравлики. Инородные частицы образуются при контакте движущихся элементов гидросистемы с мусором рабочей жидкости, попадают во время ремонтных работ и технического обслуживания КМУ.

Фильтры гидросистемы продлевают срок службы спецтехники. Их использование снижает вероятность поломок и аварий, позволяет избежать простоев техники.

Конструктивные элементы фильтра на гидравлику

В конструкции устройства выделяют следующие компоненты:

• колба (корпус) из нержавеющей стали, пластика, алюминия. Выбор материала корпуса зависит от условий эксплуатации рабочей жидкости;
• фильтроэлемент. Фильтрующие элементы бывают одноразовые, с базой из бумаги или стекловолокна, и предназначенные для многократного применения, из металлической сетки. Регенерируемые модификации по окончании срока службы (до 8 лет), промываются жидким составом или продуваются сжатым воздухом;
• индикатор заполнения — информирует о заполнении фильтра. Индикаторы бывают визуальные, электрические и комбинированные;
• перепускной клапан — механизм, который при достижении давления 2, 5 бара, пропускает масло мимо фильтроэлемента. Модели, не оборудованные пропускным клапаном, при заполнении могут разорваться, и тогда все загрязнения окажутся в гидравлической системе.

Классификация и принцип работы гидравлических фильтров для спецтехники

Фильтры устанавливаются на разных участках гидравлической системы кран-манипулятора. В зависимости от места установки различают напорные, всасывающие и сливные корпусные изделия.

Всасывающий гидравлический фильтр

Устройство монтируется в баке, ниже уровня рабочей жидкости или перед насосом. Функция – очистка гидромасел разных типов от грубых фракций грязи. Минеральное масло, которое помпа всасывает из емкости, сначала поступает сквозь отверстия фильтроэлемента и очищается от примесей. Далее проходит по трубопроводу и поступает к насосу. Чтобы в рабочей жидкости не появились пузырьки воздуха, важно правильно подобрать размер механизма.

• колба из целлюлозы, сетки, металлических волокон;
• рабочая температура не более 40 ºС;
• степень очистки 60-250 мкм;
• номинальная тонкость отсева 5-25мкм;
• наличие перепускного клапана в конструкции.

Достоинства элементов этой категории: низкая стоимость, простая конструкция, эффективная защита насоса. Недостаток: при установке в бак технически сложно обслуживать. Фильтрующий элемент не подлежит регенерации. После его заполнения производится замена новым.

Фильтр напорный гидравлический

Фильтр данного типа предназначен для тонкой очистки. Он монтируется после насоса перед электроклапаном, защищает плунжер клапана от механических загрязнений.

Современные модели оснащены прочным корпусом высокого давления и электрическим индикатором загрязнения. Колба съемная, ее можно менять в процессе обслуживания. Материал фильтроэлементов неорганическое волокно с пропиткой из смолы. Эксплуатационные преимущества изделий грязеемкость, проницаемость, широкая площадь фильтрации. Заменить фильтрующий элемент можно с помощью шестигранного ключа.

Срок службы напорных фильтрующих компонентов гидросистемы КМУ довольно длительный, диапазон температур рабочей жидкости плюс 1-80 ºС, окружающей среды минус 40 -плюс 40 ºС.

Фильтр сливной гидравлический (обратный)

Устройство устанавливается перед сливом масла в бак, предназначено для тончайшей фильтрации рабочей жидкости. Идеальная жесткость закрепления, простота обслуживания достигаются при монтаже в верхней крышке бака с погружением в масло. Ввиду расположения в конце магистрали, сливные фильтры рассчитаны на минимальное давление. Чем больше размер элемента, тем выше грязеемкость. Корпус выполняется из чугуна или алюминия. Фильтроэлемент представляет собой цилиндр из гофрированного химического волокна или бумаги. Снаружи, для придания жесткости конструкции, в некоторых моделях устанавливается металлическая сетка.

Как правило, сливные фильтры устанавливаются парно. Если один засоряется, масляная магистраль переключается на другой, поэтому спецтехника не простаивает.

Решетчатые, щелевые, поверхностные фильтры для гидросистем манипуляторов

Фильтрующий элемент решетчатых изделий – металлическая сетка с плотным плетением. Она задерживает только крупные фракции грязи, после очистки может использоваться повторно.

Щелевые модели выполнены из металлических пластин, обработанных смолой. В конструкции – стакан, крышка и ось с закрепленными пластинами. Стык между крышкой и корпусом уплотняется резиновым кольцом. Пластинчатые устройства отличаются более высокой очищающей способностью.

Наиболее популярны в гидравлических системах КМУ поверхностные устройства. Их фильтроэлемент сделан из специальной бумаги или синтетической нетканой основы. У него отличная фильтрующая способность и устойчивость к механическим повреждениям.

В зависимости от объема пропускаемой жидкости, фильтрующие масляные фильтры гидравлики бывают:

• частичнопоточными — устанавливаются параллельно системе подачи масла, поэтому пропускают только часть рабочей жидкости. Система очистки отличается низкой степенью эффективности;
• полнопоточными — монтируются непосредственно в гидросистему и пропускают через себя все масло. При подключении внутрь такого фильтра или в его кожух монтируется клапан обхода;
• комбинированными. Модели объединяют свойства описанных выше вариантов, их использование дает высокую степень очистки.

Перечисленные типы бывают в картриджном исполнении, когда фильтрующий элемент вставляется в кожух, и в корпусном. Корпусный фильтр меняется вместе с элементом очистки.

Масляный фильтр для гидравлики: критерии выбора

От фильтра прямо зависит энергоэффективность и надежность гидравлики. Чтобы сделать грамотный выбор, нужно учесть место установки, характеристики рабочей жидкости, температурные условия. Прочность шторы фильтрэлемента должна обеспечивать равномерное прохождение рабочей среды по всей поверхности, не деформироваться на предельных режимах.

Важные параметры фильтрующих систем:

• тонкость фильтрации (определяется для самого чувствительного компонента гидросистемы);
• количество рабочих циклов;
• степень очистки;
• поглощающая способность фильтрующего элемента.

Для увеличения интервала замены рекомендуется использовать модели с большей грязеемкостью. Сетчатые фильтры поверхностного типа восстанавливают очисткой в ультразвуковых ваннах. Но регенерация не дает 100% эффекта. После очередного цикла отмечается усталость металла, разрушается структура, через определенное количество чисток изделие нужно менять.

Особенности эксплуатации гидравлических фильтроэлементов

70% неисправностей гидравлических систем КМУ связаны с рабочими жидкостями. Часто именно масло является причиной проблем. Это случается, если используется масло неподходящего типа или не соответствующее сезону работы.

Владельцы кран-манипуляторов часто пренебрегают фильтрацией. Но практика показывает, что две трети отказов техники связаны с загрязнением масла.

Важно помнить, что гидрофильтры чувствительны к перепадам температуры, колебаниям рабочего давления. При остывании масла могут наблюдаться скачки давления. При снижении температуры увеличивается его вязкость. При прохождении рабочей жидкости через фильтр материал может деформироваться, разрушиться в местах складок, что снижает КПД работы.

Для продолжительной работы манипуляторов нужно соблюдать правила обслуживания, эксплуатации, но важно помнить, что фильтрация – ключевой аспект штатного функционирования спецтехники.

Наша компания ООО «КранАвтоЗапчасть» готова предоставить все виды гидравлических фильтров для кран-манипуляторных установок Soosan, Unic, Todano, Kanglim, Hiab и Dong Yang.

Выбор и применение фильтров
для очистки рабочих жидкостей в гидравлических системах мобильных машин
(Часть 2)

Современные фильтроэлементы представляют собой смесь стекловолокон, которая путем специальной пропитки превращается в мелкопористое гомогенное полотно высокой прочности. Затем формируются гофры и в виде многолучевой звезды фильтрующая штора, их вместе с одно- или двусторонней армирующей сеткой укладывают вокруг перфорированного цилиндра и склеивают торцовыми опорными шайбами.

Зарубежные фильтроэлементы очень прочные, и разрушающее давление всегда выше давления открытия переливного клапана. Максимальный перепад давлений по нормам ISO 2941 составляет 21,0 МПа. Благодаря высокому неразрушающему перепаду давлений в некоторых «защитных» фильтрах перепускной клапан не устанавливают.

Общие потери давления на фильтре складываются из потерь давления корпуса ΔР_к и фильтроэлемента ΔР_эл. Сумма потерь давления ∑ΔР_ф = ΔР_к + ΔР_эл обычно нормируется при кинематической вязкости рабочей жидкости (РЖ) 30 сСт. Для фильтров низкого давления рекомендуемый перепад давлений не должен превышать 0,03 МПа, для фильтров среднего давления – 0,05 МПа, для фильтров высокого давления – 0,08 МПа. Если для применяемой РЖ это значение отличается от принятого (30 сСт), то оценить потери давления при прохождении потока РЖ через фильтр можно по зависимости ∑ΔР_ф=(ΔР₃₀ вязкость используемой РЖ)/ 30 сСт.

Всасывающие фильтры обеспечивают полнопоточную фильтрацию РЖ, нагнетаемой насосом в гидравлическую систему, и прежде всего защищают насосы от износа и повреждений. При установке и эксплуатации фильтров надо следить за герметичностью уплотнений, не допуская подсоса воздуха насосом. Размеры входных отверстий фильтров резьбового присоединения 1¼» и 1½» или фланцевого соединения от 2″ до 4″ по стандарту SAE 3000. Для визуального контроля загрязнения фильтроэлементов на верхней крышке фильтра устанавливают вакуумметр или вакуумные датчики (реле) с нормально открытыми или с нормально замкнутыми контактами на давление 0,02 МПа или настраиваемый датчик (реле) давления.

Выбор и применение фильтров осуществляют с учетом свойств РЖ, конструкции применяемого гидравлического оборудования, климатических условий эксплуатации и других факторов. Эксплуатационные свойства фильтра определяются основными параметрами фильтрующих элементов: пропускной Q и фильтрующей способностью (тонкостью фильтрации, мкм, или коэффициентом фильтрации β ). При выборе типа всасывающего фильтра и места его установки в гидравлической системе следует учитывать, что при понижении окружающей температуры существенно повышается вязкость РЖ до критического значения, выше которого нарушается сплошность (неразрывность) потока РЖ, возникают недозаполнение рабочих камер насоса, кавитация и возможны отказы насоса.

Следует иметь в виду и то, что при эксплуатации мобильных машин и промышленных установок с гидроприводом в условиях низких температур окружающей среды, особенно в период пуска, возникают большие перепады температур между горячей РЖ в баке и холодным наружным воздухом, что неизбежно приводит к конденсации воды из влажного воздуха. Капельная вода скапливается на стенках бака и оседает на дно. Вода, растворенная в РЖ, пропитывает бумажные фильтроэлементы, замерзает и закупоривает ячейки. Во всасывающей гидролинии создается разрежение выше допустимого значения и, как следствие, снижается подача насоса. Поэтому на машинах с гидравлическим приводом, эксплуатируемых в районах с холодным климатом, не рекомендуется устанавливать фильтры с бумажными фильтроэлементами во всасывающей гидролинии.

Для обеспечения работоспособного состояния гидравлической системы и предохранения насоса от повреждений необходимо: создать скорость потока РЖ во всасывающей гидролинии не более 0,6. 0,85 м/с и статический напор РЖ во всасывающей гидролинии не менее 0,5 м, установив насос ниже уровня РЖ в баке; применять всасывающие фильтры с переливным клапаном и фильтроэлементами не менее трехкратной номинальной подачи насоса. Это позволит также увеличить грязеемкость фильтроэлементов, а следовательно, и периодичность их замены при загрязнении.

Напорные фильтры применяют в основном для фильтрации полного потока РЖ, создаваемого насосами, и, таким образом, для защиты всех компонентов гидравлической системы (кроме насосов). Напорные фильтры, рассчитанные на среднее и высокое давление (11. 42 МПа), изготовлены из высокопрочного чугуна и штампованной стали и потому достаточно прочные и наиболее тяжелые. Обычно испытательное давление превышает максимальное в 1,5 раза, а разрушающее давление – трехкратное.

Как правило, напорные фильтры оснащены переливными (by-pass) клапанами и индикаторами загрязнения фильтроэлементов, но по требованию покупателя вместо индикатора может быть установлена резьбовая заглушка, а в фильтры без переливного клапана устанавливают индикаторы, настроенные на перепад давлений 0,8 МПа. Фильтроэлементы, предназначенные для гидравлических аппаратов с электрогидравлическим сервоуправлением, способны выдерживать перепад давлений до 21 МПа. Такие фильтроэлементы исключают возможность миграции загрязняющих частиц при открытии переливного клапана. Рабочая жидкость поступает во внутреннюю полость стакана-отстойника через входное отверстие, проходит через фильтроэлемент, очищается от твердых частиц-загрязнителей и далее через центральное отверстие в перфорированной трубке и через отверстие в переливном канале поступает в гидравлическую систему из выходного отверстия.

Сливные фильтры устанавливают в сливных гидромагистралях перед теплообменником или непосредственно на верхней крышке бака. Установка сливного фильтра на крышке бака, наполовину утопленного в РЖ, наиболее предпочтительна, поскольку исключается сливной участок трубопровода после фильтра, можно компактно установить, жестко закрепить фильтр и обеспечить удобную и легкую замену загрязненного фильтроэлемента после снятия верхней крышки фильтра. Расход сливных фильтров должен соответствовать не менее дву-, трехкратной номинальной подачи насосов, чтобы обеспечить приемлемый срок службы фильтроэлементов до замены.

Типоразмеры зарубежных фильтров предназначены для эксплуатации при температуре от –25 до +110 С на летнем сорте рабочей жидкости кинематической вязкостью 30 мм 2 /c (типа HLP DIN 51524, аналог отечественного гидравлического масла МГЕ-46В по ТУ 38.001347-83). Для надежной эксплуатации гидропривода в районах с умеренным (У) и холодным (ХЛ) климатом необходимо применять специально созданное для гидравлических приводов гидравлическое масло МГ-15В (ВМГЗ по ТУ 38.101476-00), кинематической вязкостью 10,37 мм 2 /с при +50 С, а при –40 С – 1290 мм 2 /c.

Фильтроэлементы, основная составная часть фильтра, предназначены для задержания посторонних, загрязняющих РЖ частиц: твердых механических, являющихся продуктом металлообработки, сварки и термообработки (стружка, заусенцы, мелкие и очень твердые частицы от сварки, окалина, ржавчина, формовочная земля, песок и др., оставшиеся в гидравлической системе после изготовления, а также попадающие в нее при заправке РЖ, проникающие через воздушные фильтры-сапуны вместе воздухом (пыль, цемент) и циркулирующие по всей гидравлической системе. Вместе с потоком РЖ загрязнители проникают в зазоры сопряженных поверхностей деталей, совершающих возвратно-поступательное или вращательное движение, и вызывают абразивный износ. Загрязняющими частицами могут быть и волокна от тканей, используемых для протирки деталей, особенно баков, трубопроводов, и органические частицы, включая окисление и смолообразование от термического разложения РЖ при высокой температуре, частицы от резиновых и полиуретановых уплотнений и др.

Фильтрующий элемент представляет собой гофрированный цилиндр из неорганического химически обработанного волокнистого холста, пропитанного клеящим веществом, с наружными обечайками с торцов или стальной проволочной сетки. Для обеспечения прочности снаружи гофрированная фильтрующая штора покрыта металлической или полимерной сеткой, а внутри установлена перфорированная трубка, через которую РЖ поступает в сливной канал корпуса фильтра.

Специальная технология обеспечивает прочное склеивание торцов гофрированной шторы с торцовыми пластмассовыми обечайками и абсолютную герметичность, исключающую утечки РЖ. Гофрированная форма фильтрующей шторы обеспечивается специальными устройствами с закругленными ножами, чтобы не повредить фильтрующую штору и опорную сетку. Фильтроэлемент, установленный в стакан-отстойник фильтра, уплотняется по торцам резиновыми уплотнениями из бутадиеновой резины типа Buna-N.

Рекомендуется применять фильтроэлементы, изготовленные из следующих материалов:

• типа FT, FC, FD, FV из неорганического волокна тонкостью фильтрации: 3, 6, 12, 25 мкм;
• типа RT, MS, MCV, MDC из стальной проволочной сетки с тонкостью фильтрации соответственно 10, 25, 30, 60, 90, 125, 250 мкм.

Фильтроэлементы являются элементами разового пользования и не подлежат восстановлению. Загрязненные фильтроэлементы необходимо заменять по сигналу индикатора. Если в фильтре не установлен индикатор загрязнения, то для определения степени загрязнения необходимо снять стакан-отстойник, вынуть фильтроэлемент и после осмотра принять решение о замене. Хранить запасные фильтроэлементы необходимо в закрытых отапливаемых и вентилируемых помещениях при температуре до +35 С и относительной влажности воздуха не выше 80%, без конденсации влаги по ГОСТ 15150–69.

Для очистки РЖ от загрязнений при доливке в бак через заливочную горловину и воздуха от пыли при поступлении через воздушный фильтр-сапун в процессе приточно-вытяжной вентиляции бака необходимо применять комбинированные заливные горловины с сеткой с тонкостью очистки 10 или 40 мкм и воздушным фильтром на расход воздуха 0,45 или 0,75 м 3 /мин типа ТМ178 G78 или ТМ478 G100.